Medizin: Bioprinter druckt lebende Zellen auf Organe

Ein Forschungsteam der University of South Wales (UNSW) in Australien gelang es, einen kleinen, weichen und anpassungsfähigen Roboter zu entwickeln, mit dem Biomaterial mehrschichtig auf innere Organe und Gewebe gedruckt werden kann. Das 3D-Biodruckgerät mit dem Namen F3DB kann minimalintensiv eingesetzt werden und so neue Behandlungsmethoden ermöglichen.

Flexibler Roboterarm druckt Zellen auf Organe

„Bestehende 3D-Bioprinting-Techniken erfordern, dass Biomaterialien außerhalb des Körpers hergestellt werden, und die Implantation in eine Person würde in der Regel eine große Operation mit offenem Körper erfordern, die das Infektionsrisiko erhöht„, erklärt Dr. Tanh Nho Do, Hauptautor der Studie. Diese Tatsache inspirierte die Suche nach einer Technologie, mit der Zellen direkt auf Organe im Körper des Menschen aufgebracht werden können. Dies würde das Infektionsrisiko drastisch verringern.

Das Resultat der Arbeit der Forscher:innen ist ein flexibler 3D-Biodrucker. Der dreiachsige Druckkopf des Druckers ist auf einem weichen Roboterarm aufgebracht. Letztlich funktioniert das Gerät ähnlich wie ein Desktop-3D-Drucker – nur dass er mit Biotinte oder Polymeren arbeitet, mit denen man künstliches Gewebe herstellen kann. Der Arm des Roboters kann dreidimensional bewegt, verbogen und gedreht werden. Außerdem lässt sich seine Steifigkeit durch verschiedene Gewebe und Schlauchtypen anpassen, um so optimal für den jeweiligen Einsatzzweck vorbereitet zu sein. Der F3DB kann wie ein Endoskop in den Körper eingeführt werden, was seinen Einsatz in einem minimalinvasiven Verfahren ermöglicht.

Weitere Tests geplant

Die Forscher:innen haben den 3D-Bioprinter auch bereits getestet. Dafür druckten sie Bindegewebszellen im Inneren eines künstlichen Dickdarms sowie auf der Oberfläche einer Schweineniere. Die Zellen überstanden den Druckvorgang unbeschadet und wuchsen nach ihm weiter. Eine Woche später hatten sie sich um das Vierfache vermehrt.

Das Team hat bereits ein vorläufiges Patent für das System erhalten und arbeitet aktuell daran, den F3DB in vivo an lebendigen Tieren zu testen. Zudem planen die Wissenschaftler:innen, den Drucker mit weiteren Funktionen auszustatten, darunter etwa eine Kamera sowie ein Scanner, sodass Gewebe in Echtzeit rekonstruiert werden kann. Bereits jetzt kann der Roboter Schnitte setzen und Bereiche mit Wasser ausspülen. Letztlich soll so ein All-in-one-System für minimalinvasive endoskopische Verfahren entstehen.

via UNSW